lcp技术是什么意思，lcp技术

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5G时代已经到来，材料因其高频、高速的特性将发生显着变化。其中，LCP有幸获得了这样从零到一的发展机遇，并因其低阻抗和高耐受特性而有望成为最佳材料。随着5G频率的提高，LCP材料及其制品的渗透率将逐渐提高，整体LCP市场预计将快速扩大到100亿以上。

1、LCP，一种性能优异的工程塑料

1.LCP材质：优越的新型高性能特种工程塑料

液晶聚合物（LCP）是指在一定条件下能以液晶相存在、具有高分子量、规则取向等特点的聚合物。当LCP以液晶相存在时，其粘度低，取向度高，即使冷却固化后也能保持稳定的形状，因此具有优异的机械性能。此外，LCP材料还具有低吸湿性、耐化学性、耐候性、耐热性、阻燃性、低介电常数、低介电损耗率等性能。

根据形成液晶相的条件，LCP可分为以下三种类型： (1)溶致液晶LLCP 可在有机溶液中形成液晶相，但此类聚合物只能在溶液中加工. 无法处理。通过熔化，可用于纺织品和涂料等多种用途。 (2)热致液晶TLCP在熔点或玻璃化转变温度以上形成液晶相，可以在熔融状态下聚合，不仅可以溶液纺丝，而且可以形成高强度纤维。各种产品采用注塑成型、挤出成型等热加工方法成型。本文讨论的LCP主要是热致液晶TLCP。

热致液晶聚合物根据热变形温度分为高耐热型（I型）、中耐热型（II型）、低耐热型（III型）。 I型TLCP的基本结构主要是由对羟基苯甲酸（HBA）、联苯二酚（BP）以及不同比例的对苯二甲酸（TA）和间苯二甲酸（IA）衍生的单元，提高了拉伸强度和弹性模量是TLCP中最高的，热变形温度超过300。索尔维的Xydar和住友的SimikaSuper是代表。 II型TLCP主要由HBA和6-羟基-2-萘甲酸(HNA)衍生的单元组成，热变形温度为240280，具有优异的加工性能，可以使用挤出机加工成型。可以使用的典型产品是Ticona 的Vectra。 III型LCP是主要由HBA和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)合成的共聚物，热变形温度低于210，例如Unitika的Rodolne等非全芳香族类型。

图1：一些典型的LCP结构单元

LCP材料具有优异的耐热性和成型性。聚合方法以熔融缩聚为主，全芳香LCP以固相缩聚为主，生产高分子量产品。非全芳香族LCP 塑料原料通常通过一步或两步熔融聚合生产。近年来，连续熔融缩聚技术已被开发用于生产高分子量LCP。液晶芳香族聚酯由于液晶状态下聚合物链的取向而具有非常规则的纤维结构，并且具有可与金属和陶瓷相媲美的极高强度等特殊性能。具有优良的机械性能、尺寸稳定性、光学性能、电性能、耐化学性、阻燃性、加工性能、耐热性好、热膨胀系数低。

图2：LCP材料具有优异的性能

2、产业链：中上游技术难度大，下游应用广泛。

在LCP产业链中，LCP树脂的合成和成膜技术难度较大。目前，合成LCP树脂的主要方法有以下四种。

(1)氧化酯化法：氧化酯化法是芳香族羧酸与苯酚直接聚合的方法。这是在催化剂作用下，在吡啶或酰胺溶剂中，与磷化合物或亚硫酰氯等活化剂反应，得到高分子量LCP的方法。反应条件比较温和，分子可以控制通过添加单体。结构顺序即可。

(2)硅酯法：将芳香酸单体与三甲基硅进行酯化反应，然后与乙酰化苯酚单体通过溶液或熔融聚合过程结合，除去小分子的三甲基硅乙酸酯，得到高分子量的LCP。

(3)苯酯法：将芳香族羧酸苯酯与酚类单体进行熔融缩聚的方法。但该方法所用的芳香族羧酸苯酯价格较高，且反应过程中生成低分子量苯酚且难以去除。住友化学最近通过使用碳酸二苯酯和苯酚单体的“一步”合成工艺，成功合成了一种具有优异流动性和很少乙酸残留物的LCP。

(4)酸分解反应法：将芳香二元酸与乙酰化酚单体熔融缩聚，除去副产的乙酸，得到LCP。该法是目前LCP工业化生产的主流方法。

3、LCP加工方式主要有四种：

(1)注塑成型：注塑成型是LCP的主要成型方法。 LCP不仅具有优异的加工流动性，而且固化速度快，适合注塑加工。与聚苯硫醚（PPS）和耐高温尼龙（HT-PA）相比，具有无毛刺的优点。然而，由于LCP的分子链是刚性的、棒状的，它们往往会在流动方向上取向，导致平行和垂直于流动方向的成型产品性能存在差异，并且会残留强烈的熔接痕迹。

弱点和其他缺点。近年来，通过模具设计等措施，强度不足、熔接线各向异性等弊端得到一定程度的改善。

(2)挤出成型：挤出成型常用于制造塑料薄膜和管材。由于LCP往往具有各向异性，传统挤出工艺形成的LCP薄膜在熔体流动方向上的横向性能较弱。因此，目前LCP通常与其他各向同性材料如PET和乙烯乙烯醇共聚物(EVOH)共挤出形成多层薄膜或管材。

(3)溶液浇铸成型：LCP具有较低的热膨胀系数、优异的尺寸稳定性、低吸湿性以及优异的高频性能和电绝缘性能，因此广泛应用于高频电路板。特别是柔性印刷电路板和嵌入式电路板需要灵活的布局和高密度布线，这对成型工艺提出了极高的要求。传统的注塑、挤出等方法难以满足工艺要求。住友化学采用特殊的分子设计制造LCP树脂，将其溶解在特殊的溶剂中，并通过溶剂浇铸成型，从而获得具有优异强度和柔韧性的薄膜。它使用与常用的含氟苯酚溶剂不同的溶剂，并且具有优异的操作性。此外，通过溶液铸造形成的部件避免了注射成型和挤出引起的各向异性缺陷。同时，可以形成更复杂的基材或者可以混合更多的填料。目前，采用这种方法加工的LCP薄膜元件正在用于电路板。

(4)吹塑成型：LCP具有优异的透气性和耐溶剂性，可吹塑成阻隔性优异的中空成型品和薄膜零件，如汽车零件的油箱和各种管道等。然而，由于LCP的熔体张力较低，因此容易下垂，因此难以使用吹塑成型生产具有所需形状的成型产品。

2、全球LCP树脂材料产能集中在日本、美国、中国

目前全球LCP树脂材料产能约为7.6万吨/年，集中在日本、美国、中国，产能分别为3.4万吨、2.6万吨、1.6万吨，占比45%、34%。占总数的21%。在这种情况下，美国和日本企业在20世纪80年代开始大规模生产LCP材料，但日本进入LCP领域较晚，长期依赖从美国和日本进口。普莱特、瓦特股份、积嘉新材等企业陆续投产，LCP材料产能快速增长。随着5G时代的到来，未来LCP材料的需求预计将快速扩大。

1、市场格局：美日主导，国产材料崛起在即

专门用于国产薄膜的树脂和薄膜的开发被推迟，用于LCP薄膜的树脂和薄膜的生产几乎被日本和美国垄断。 LCP产业链上不少日本、美国厂商都具备垂直整合能力。目前，日本住友集团（住友化学/住友电工）是唯一一家能够从LCP树脂到模块一体化生产的制造商。 2016年，村田制作所通过收购日本LCP薄膜制造商Primatec整合上游业务，建立了从LCP薄膜到柔性基板的一体化生产体系（2017年LCP天线模块业务新增薄膜）（退出）。日本藤仓电子拥有从LCP软板到模块的生产能力，并在高频微波软板和高速接口传输线方面具有优势。

虽然LCP树脂材料的供应商很多，但可商用的LCP多层板供应商却很少。 LCP 树脂材料的领导者，包括宝理塑料、住友化学和塞拉尼斯，于1985 年开始开发和商业化生产LCP。国内厂商瓦特股份、普莱特、金发科技、积嘉新材料等已成功进入LCP树脂市场。

表1：全球主要液晶聚合物生产商

2、LCP材料下游应用领域不断拓展

LCP 具有广泛的下游应用。 LCP具有优异的综合性能，结合了高分子材料和液晶材料的特性，广泛应用于航空航天、电子、汽车工业等领域。同时，随着LCP新产品的开发，新的应用领域不断拓展。

图3：LCP下游应用广泛

2019年全球LCP需求量约为7.4万吨，主要应用于早期电子领域，而随着5G等领域需求的快速扩大，家电及电器领域的需求预计将快速扩大。这是预料之中的。

3、随着5G时代的到来，LCP的需求爆发式增长。

随着5G时代的临近，5G的高频、高速特性将进一步提高对材料的要求，降低信号传输过程中的损耗尤为重要。 LCP是目前工程塑料领域介电损耗最低、综合优势最强的材料，预计未来LCP材料在基站、手机等方面的使用量将大幅增加。

图6：LCP材料简介

1、手机端，LCP模组有望成为手机天线终端解决方案

在5G手机领域，LCP因其传输损耗、可弯曲性、尺寸稳定性、低吸水率等特性，是技术上最能满足天线要求的材料。

目前，PI板FPC天线模块仍然是手机主流设计方案。但随着5G时代的到来，FPC对MPI板和LCP板的替代有望加速。以A公司为例，iPhone 8率先引入LCP软板天线方案，2018年XR/XS/XS max 3款机型继续采用LCP天线方案，3/3/2均采用LCP天线方案天线。每个。我们认为，这是A公司针对5G时代的超前布局。

目前，通过调整计算公式，MPI的性能已得到显着提升，现已在sub-6GHz频段与LCP性能相当（尽管在毫米波频段仍有差异），成本为20~30% %。低于LCP 天线。另外，从供应链角度来看，LCP薄膜目前基本被日本企业垄断，而MPI的供应商远多于LCP，因此从供应链稳定性和议价能力的角度来看，A公司正在减少LCP天线的数量。但我们相信，随着国内产能的长期释放和技术的逐步进步，LCP膜材料的国产化将逐步进步，LCP基材的柔性基材成本将大幅下降。市场将加速扩张。

根据Yole发布的5G发展路线图，未来通信频率将分两个阶段进行升级。第一阶段的目标是到2020年将通信频率提高到6GHz，第二阶段的目标是2020年后进一步提高到30至60GHz。从市场应用来看，智能手机等终端天线的信号频率越来越高，高频应用数量不断增加，对高速率、大容量的需求也越来越大。为了应对当前无线网络向终端应用的更高频率和更高速度，软板被用作终端设备的天线和传输线，但MPI天线被认为是过渡中的天线。未来主要市场将是LCP天线。

2、LCP振荡器有望成为基站侧主流

5G基站对振子的要求更加严格：（1）集成度高：有源天线单元（AAU）将RRU和AAU集成在一起，支持更多的天线频段，提高生产效率，需要改进。 AAU的制造工艺为SMT，天线谐振器材料的耐温超过260。 (2)大规模MIMO和波束成形天线技术需要更多的天线，并且材料需要轻量化，导致塑料天线振荡器的趋势。 (3)由于毫米波频段的电磁波衰减较大，因此要求天线元件的材料具有较低的介电损耗。

目前，市场上的天线谐振器主要有金属压铸、PCB贴片、塑料谐振器三种类型，有两种工艺方案。 4G时代的天线振子主要采用金属材质，制造工艺主要以铸造和钣金工艺为主，笨重、体积大，信号传输精度不能完全满足5G时代的要求。成本可控，但地表损耗较高，施工安装要求较高。

通过改进塑料材料，通过注塑一次性制造出天线振子的形状，然后采用特殊技术对振子的塑料表面进行金属化处理，因此与钣金或压铸工艺相比，3D塑料振荡器并不复杂。它只是重量更轻，优点是可以满足钣金或压铸工艺无法达到的精度要求，可以更好地适应3.5GHz以上的高频场景，将成为5G时代天线振荡器的主流解决方案。

目前用于振动器的改性塑料方案主要是PPS（聚苯硫醚），但LCP材料相比PPS材料具有介电损耗更低、耐候性更好、综合成本更低等优势，预计其进入将在2020年加速。未来。连接未来供应的链条系统。

4、市场规模超百亿，薄膜价值优于树脂。

对手机侧和基站侧分别进行计算，计算出LCP未来的市场需求空间。

我们做出以下假设。

1）对于手机而言，苹果系统2019年、2020年、2021年、2022年、2025年渗透率分别为50%、75%、100%、100%、100%，安卓系统渗透率为0%。分别为7%、14%、%、21%、40%。

2）基站侧，2019年、2020年、2021年、2022年、2025年LCP振荡器市场份额分别为0、20%、30%、40%、80%。

我们认为未来LCP市场将突破100亿，仅LCP薄膜的市场规模就将突破100亿。目前，LCP薄膜的主要生产企业仍是国外企业，但国内一些树脂和薄膜企业已经进行了试验，并取得了良好的效果，目前正处于产业化的准备阶段，预计国内树脂和薄膜企业将进入产业化阶段。未来的市场。 2020年下半年。产生可观的销售额。

预计未来LCP树脂的需求将迅速扩大，未来五年行业总需求预计将翻一番，适用于薄膜书写的高档牌号的需求也预计将快速增长。

附件：危险因素

1）5G产业化低于预期。

2）材料应用计划存在不确定性。

3）技术开发进展未达到预期。

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